JP2005284291A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ＣＯＴ構造を持つ液晶表示装置において、ブラックマトリクスが形成される位置にカラーフィルターを積層して形成することにより、ブラックマトリクスを形成する工程を削除してマスク数を低減し、製造工程を単純化すること。
【解決手段】本発明を適用した液晶表示装置は、基板と、この基板上に配置されているゲートライン、データライン及び薄膜トランジスターと、基板上の画素領域上にそれぞれ配置して、薄膜トランジスター上に積層され配置されている赤のカラーフィルター層、緑のカラーフィルター層及び青のカラーフィルター層と、カラーフィルター層上部の表面を平坦化させるように配置された有機絶縁層と、積層されているカラーフィルター層にそれぞれ対応させて有機絶縁層上に配置されている画素電極と、を含んで構成される。
【選択図】図２Ｆ

Description

本発明は液晶表示装置に関する。より具体的には、ＣＯＴ(Colorfilter On TFT)構造を持つ液晶表示装置において、薄膜トランジスター上に形成されるブラックマトリクスを取り除いて積層されたカラーフィルター層に取り替えることによって、製造工程の単純化及び画質の改善を図ることができる液晶表示装置及びその製造方法に関する。
近年、急速な発展を促進された半導体産業の技術開発によって、液晶表示装置は小型化及び軽量化されながらも性能はより強力になった製品等が生産されている。今まで情報ディスプレー装置に広く使われているＣＲＴが性能や価格の側面で多くの長所を持っているが、小型化又は携帯性の側面では多くの短所を持っていた。
これとは対照的に、液晶表示装置は小型化、軽量化、低電力消費化等の長所を有しており、ＣＲＴの短所を克服できる代替手段として注目され始めていた。現在においては、ディスプレー装置を必要とする殆どすべての情報処理機器に装着されている。
液晶表示装置は、一般的に液晶分子に電圧を印加して異なる分子配列に変換し、この分子配列によって発光する液晶セルの複屈折性、旋光性、 2色性及び光散乱特性等の光学的性質の変化を視覚変化に変換する。すなわち、このような液晶セルによる光の変調を利用したディスプレー装置である。
また、液晶表示装置は、画素単位を成す液晶セルの形成工程を伴うパネルの上側及び下側の基板を製造する工程と、液晶分子を配向させる配向膜の形成及びラビング工程と、上側及び下側の基板を合着する工程と、合着した上側及び下側の基板間に液晶を注入して封じる工程等の多くの工程を経て完成される。
特に、液晶表示装置の上側の基板には光遮断のために形成するブラックマトリクス、赤赤(R)、緑緑(G)、青青(B)カラーフィルター層は複数回のマスク工程を経て形成される。
同様にして液晶表示装置の下側の基板を形成する際には、駆動信号を印加するゲートライン、データ信号を印加するラインデータラインライン、印加されたデータ信号によって電界を形成する画素電極等は、複数回のマスク工程を経て形成される。
このように、従来の液晶表示装置は、上側及び下側の基板にそれぞれカラーフィルター及び画素アレイを別々に形成し、これを合着して製造するため、その製造工程が複雑である。そのため、上側と下側の基板が配列ミスされて合着されている場合、下側の基板から入射する光を上側の基板のブラックマトリクスが完全に遮断することができずに画質を低下させてしまうことが問題であった。
そして、最近においては、一つのガラス基板上にカラーフィルター層及び画素電極等の画素アレイを一緒に形成するCOT技術が知られている。
このCOT構造を有する液晶表示装置は、従来の上側と下側の基板とを分離して製作する液晶表示装置と違い、ブラックマトリクスとカラーフィルター層を薄膜トランジスターと画素電極が形成された基板上に形成する。そのため、従来の上側と下側の基板とを合着させる液晶表示装置に比べて、製造工程が単純化されるという利点がある。
しかし、従来のCOT構造を有する液晶表示装置は一つの基板上にカラーフィルター層及びブラックマットリックスをTFTと一緒に形成する場合には、TFT上にブラックマトリクスを製造するためのマスク工程が追加されなければならない。それによって、製造原価が高くなるという短所がある。
本発明は、 COT構造を有する液晶表示装置において、ブラックマトリクスが形成される位置にカラーフィルターを積層形成することによって、ブラックマトリクス形成工程をとり除いてマスク数を低減して製造工程を単純化し、画質を改善させることができる液晶表示装置及びその製造方法を提供することにその目的がある。
上記目的を果たすために本発明の実施例による液晶表示装置の製造方法は、基板上に複数のゲートライン、複数のデータラインが形成されて、このゲートライン及びデータラインによって、それぞれ赤、緑、及び青のカラーを表示する複数の単位画素領域が定義されて、各単位画素領域に薄膜トランジスターが形成されるステップと、基板上に保護膜が塗布されるステップと、緑のカラーを表示する単位画素を含む領域上に緑のカラーフィルター層が形成されるステップと、緑のカラーフィルター層と一部重畳されて、緑のカラーを表示する単位画素に接した単位画素に赤のカラーフィルター層又は青のカラーフィルター層が順に形成されるステップと、緑、赤、及び青のカラーフィルター層が形成された基板の全領域上に有機絶縁膜が塗布されるステップと、薄膜トランジスター上部の領域に形成された有機絶縁膜の上にコンタクトホールが形成されるステップと、複数の単位画素領域に対応する複数の画素電極が形成されるステップと、を含むことを特徴とする。
又、本発明の実施例による液晶表示装置は、基板と、この基板上に配置されているゲートライン、データライン及び薄膜トランジスターと、基板上の画素領域上にそれぞれ配置されており、薄膜トランジスター上に積層されて配置されている赤のカラーフィルター層、緑のカラーフィルター層及び青のカラーフィルター層と、これらカラーフィルター層上部の表面を平坦化させるように配置された有機絶縁層と、カラーフィルター層にそれぞれ対応する有機絶縁層上に配置されている画素電極と、を含むことを特徴とする。
このように本発明によれば従来のＣＯＴ構造を持つ液晶表示装置の基板において樹脂ＢＭ工程を実施するのではなく、 樹脂ＢＭを形成する領域に低反射ブラックマトリクスとして機能するカラーフィルター層を積層して製造工程を単純化するという効果がある。
同時に、低反射カラーフィルター層により外部からの光が反射せず、画質を改善することができる効果がある。
以下、添付した図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明を適用したＣＯＴ構造を持つ液晶表示装置の画素構造を示した平面図である。
図1に示したように、データライン(108)とゲートライン(102)が垂直となるように交差配列して単位画素領域を限定し、その単位画素領域上には緑(G)、赤(R)、青(B)カラーフィルター層が配置されている。
緑、赤、及び青のカラーフィルター層(G, R, B)上部にはカラーフィルター層とオーバーラップするように画素電極等(118a, 118b, 118c)がそれぞれ配置されている。
図中に示したG、 R、 Bは、画素電極等(118a, 118b, 118c)の下側に配置されている緑、赤、及び青のカラーフィルター層を示したものである。
データライン(108)とゲートライン(102)が交差する領域には、スイッチング素子である薄膜トランジスター（TFT）が配置されている。この薄膜トランジスターは、ゲートライン(102)から一部突出して形成されたゲート電極(101)と、アクティブ層(図示せず)及びソース/ドレーン電極(107a, 107b)とから構成されている。
本発明を適用したＣＯＴ構造を持つ液晶表示装置は、ゲートライン(102)、データライン(108)及び薄膜トランジスター形成領域に対して形成される光遮断層、すなわち、既存のブラックマットリックスによって形成される光遮断層であるが、この光遮断層が赤(R)、緑(G)、及び青のカラーフィルター層(B)を積層して形成されることや、外部からの光に対する反射度が低い赤(R)又は青のカラーフィルター層(B)で形成されることを特徴とする。
従って、本発明では、ゲートライン(102)、データライン(108)、及び薄膜トランジスターの上部に遮断層を形成するための別途の工程を実施することなく、カラーフィルター層を形成する工程において、カラーフィルター層を組み合わせて積層することによって遮断層を形成する。
図1において、ゲートライン(102)、データライン(108)、及び薄膜トランジスターに対してハッチング処理が行われた領域は、カラーフィルター層による遮断層が形成された領域であることを示している。
図2A乃至図2Fは、上記図１中のＩ-Ｉ'領域の製造工程を図示した断面図である。この図２Ａ〜図２Ｆを参照しながら、本発明の実施例によるＣＯＴ液晶表示装置の製造工程を説明する。先ず、図2Aに示したように、透明性絶縁基板(100)上に金属膜を蒸着して、これを蝕刻した基板(100)上にゲートライン(図示せず)及びゲート電極(101)をパターニングする。
このゲートライン及びゲート電極(101)をパターニングするためには一般的にフォトリソグラフィ工程を実施する。ところが、既に金属膜が基板(100)の全領域上に蒸着されている場合には、フォトレジストのような感光膜をコーティングして、露光、現像及び蝕刻してパターニングすればよい。
このように、基板(100)上にゲート電極(101)、ゲートラインが形成された後、基板(100)の全領域上にゲート絶縁膜(103)を塗布する。
次に、図2Bに示したように、ゲート絶縁膜(103)が塗布された基板(100)上に非晶質シリコン膜とドーピングされた非晶質シリコン膜(n+ Si:H)を順に塗布する。
この非晶質シリコン膜とドーピングされた非晶質シリコン膜とが順に塗布された後、フォトリソグラフィ工程を実施して、ゲート電極(101)上部にチャネル層(105)とオーミック接触層(106)が形成される。
このようにチャネル層(105)とオーミック接触層(106)が基板(100)上に形成された後、図2Cに示したチャネル層(105)上部にあるソース/ドレーン電極(107a，107b)と、画素領域と平行な方向であるデータラインとを形成するために金属膜を蒸着する。
チャネル層(105)とオーミック接触層(106)が形成された基板(100)上に金属膜が蒸着された後、図2Aにおいて説明した金属の蝕刻工程を実施してチャネル層(105)上部にソース/ドレーン電極(107a, 107b)をパターニングすることにより、スイッチング素子である薄膜トランジスターを形成する。また同時に、各画素領域を横切るデータライン(図示せず)を形成する。
次に、2Dに示したように、ソース/ドレーン電極(107a, 107b)とデータラインが形成された後、基板(100)上に形成された素子等を保護するために保護膜(109)を塗布する。
この時、一般的な液晶表示装置のアレイ基板の製造工程で実施するコンタクトホールを形成する工程を実施せずに、画素領域上に赤（R）、緑（ G）、及び青（ B）のカラーフィルター層を形成するフォト工程を実施する。
又、本発明は従来のＣＯＴ液晶表示装置におけるカラーフィルター層をR、 G、 B手順で形成する場合とは異なり、カラー樹脂の中で反射度が一番高い緑(G)のカラー樹脂を先に塗布して、これを露光、現像及び蝕刻して緑(G)のカラーフィルター層(111a)を先に形成する。緑のカラーフィルター層(111a)が、単位画素内に具備された薄膜トランジスター上部と、隣接した単位画素に具備された薄膜トランジスター上部とを含んだ領域に形成されることを特徴とする。
すなわち、図２Ｄに示したように、緑のカラーフィルター層(111a)の両側端はそれぞれ薄膜トランジスター上に形成される。
このように、基板(100)上に緑のカラーフィルター層(111a)が形成された後、基板(100)の全領域上に赤のカラー樹脂を塗布して、これを露光、現像及び蝕刻して赤のカラーフィルター層(111b)を形成する。
図2Eに図示したように、赤のカラーフィルター層(111b)を形成する時には、一端側は緑のカラーフィルター層(111a)が形成された薄膜トランジスター上に積層されて形成され、他端側は緑のカラーフィルター層(111a)が形成されない薄膜トランジスター上に形成する。
それゆえに、赤のカラーフィルター層(111b)の一端側は緑のカラーフィルター層(111a)上に積層され、赤のカラーフィルター層(111b)の他端側は薄膜トランジスター上に形成される。
そして、赤のカラーフィルター層(111b)が形成された後、続いて青のカラー樹脂を基板(100)の全領域上に塗布して、これを蝕刻して青のカラーフィルター層(111c)を形成する。そのため、青のカラーフィルター層(111c)の一端側は、図２Ｄに示したように薄膜トランジスター上部に形成された赤のカラーフィルター層(111b)上に積層され形成される。又、青のカラーフィルター層(111c)の他端側は薄膜トランジスター上部に形成された緑のカラーフィルター層(111a)上に積層され形成される。
それゆえに、本発明では薄膜トランジスターの上部にこれらのカラーフィルター層を積層して形成することにより、従来のブラックマトリクスが担っていた光遮断機能を代行することができる。それによって、従来のＣＯＴ液晶表示装置に具備されたブラックマットリックスは除去される。
ここで、薄膜トランジスター上に積層して形成されるカラーフィルター層の順序は、光反射度が高い緑のカラーフィルター層(111a)が、積層されたカラーフィルター層(111b, 111c)が最上端に来ないようにすることをその特徴とする。
これは、薄膜トランジスター上に積層するカラーフィルター層の上部に光反射度が低い赤のカラーフィルター層(111b)及び青のカラーフィルター層(111c)を積層することによって,液晶表示装置の外部から入射してくる光の反射が発生しないようにするためである。
このように、カラーフィルター層として緑(G)、赤(R)、及び青(B)のカラーフィルター層(111a, 111b, 111c)を順に形成した後、図２Fに示したように、平坦化のために基板(100)の全領域上に有機絶縁膜(115)を塗布する。
有機絶縁膜(115)としては、フォトアクリル、 BCB(ベンゾシクロブタン)、無機膜であるシリコン酸化膜(SiOx)、シリコン窒化膜(SiNx)を使う。
有機絶縁膜(115)をカラーフィルター層(111a, 111b, 111c)が形成された基板(100)の全領域上に塗布された後、薄膜トランジスターのドレーン電極(107b)上部にホールを形成するコンタクトホール工程を実施する。
従って、 有機絶縁膜(115)上にフォトレジストを塗布して、これを露光及び現像して蝕刻工程を実施する。これは、薄膜トランジスターのドレーン電極(107b)上部に存在する保護膜(109)、積層されたカラーフィルター層、 有機絶縁膜(115)を蝕刻してコンタクトホールを形成するものである。
このように、有機絶縁膜(115)上にコンタクトホールが形成された後、基板(100)の全領域上に透明導電体材料であるITO金属を蒸着して、これを蝕刻して積層されたそれぞれのカラーフィルター層(111a, 111b, 111c)に対応する画素電極(118a, 118b, 118c)を形成する。
上記ではカラーフィルター層と薄膜トランジスターの製造工程を図示したが、遮断層が形成される領域であるデータライン領域にも同様の工程順序で製造される。
図３は、図１中のII-II'領域の断面図を示している。これは本発明の実施例によるＣＯＴ構造を持つ液晶表示装置のデータライン領域における断面図である。
図３に示したように、データライン領域の断面においては、基板(100)上にゲート絶縁膜(103)が塗布されており、薄膜トランジスターのアクティブ層が形成される際に塗布された非晶質シリコン膜とドーピングされたシリコン膜とが除去されるため、アクティブ層及びシリコン膜はデータライン(108)領域には存在しない。
又、データライン(108)は、薄膜トランジスターのソース/ドレーン電極を形成する際にゲートラインと垂直になるように形成される。
データライン(108)が形成された基板(100)上に保護膜(109)が塗布されてアレイ基板が完成された後、図2A乃至図2Fで説明した工程によって、緑のカラーフィルター層、赤のカラーフィルター層、及び青のカラーフィルター層が順に形成される。
この時、データライン(108)上でも図2Fに示したように、外部からの光の反射度が高い緑のカラーフィルター層(111a)を先に形成する。
緑のカラーフィルター層(111a)は、選択された画素領域内にある隣接したデータライン(108)上に形成される。
緑のカラーフィルター層(111a)が形成された後、赤のカラーフィルター層(111b)を選択された画素領域に形成する。この時、データライン(111b)上に形成された緑のカラーフィルター層(111a)上部に、積層形態で赤のカラーフィルター層(111b)の一端側を形成する。
緑のカラーフィルター層(111a)上に積層される赤のカラーフィルター層(111b)の他端側は、隣接したデータライン(108)上部まで拡張して形成される。この後、青のカラーフィルター層(111c)の一端側は、データライン(108)上部に形成された赤のカラーフィルター層(111b)上部に積層して形成される。
従って、図1中のII-II'領域のデータライン上に積層されたカラーフィルター層構造と、図1中のＩ-Ｉ'領域の断面図である図２Fに示した構造とは、類似した積層構造を持つ。
すなわち、図1中の遮断層が形成される領域は、全部等しい積層構造を持つように形成されている。
従って、本発明においては、別途の遮断層工程なしにカラーフィルター層を形成する工程で積層されたカラーフィルター層の構造を形成することによって、外部からの光に対する低反射遮断層を形成することができるという利点がある。
そして、図3ではデータライン上の断面図を示したが、ゲートライン上でもこれと類似の構造のカラーフィルター層が積層して形成される。
図４A及び図4Bは、本発明の第二の実施例を示した図である。これは、図1中のＩ-Ｉ'領域及びII-II'領域のそれぞれに対応する部分の断面図である。
図4Aは、図2A乃至図2Ｆを通じて説明した本発明の実施例とは違い、緑(G)、赤(R)、及び青(B)のカラーフィルター層を形成手順に関係なく、緑のカラーフィルター層(211a)を画素領域内にのみ形成するという点にその特徴がある。
すなわち、図4Aに示したように、緑のカラーフィルター層(211a)は、その両側に形成された薄膜トランジスター間にある画素領域のみに形成される。
但し、その後形成される赤又は青のカラーフィルター層(211b, 211c)は、緑のカラーフィルター層(211a)と接しながら、その両端をそれぞれ薄膜トランジスター上に形成することができるようにした。
特に、赤のカラーフィルター層(211b)が青のカラーフィルター層(211c)より先に形成される場合には、赤のカラーフィルター層(211b)の一端側が緑のカラーフィルター層(211a)の一端側と接するように赤のカラーフィルター層(211b)の両端がそれぞれ薄膜トランジスター上に形成されるようにする。
次に、青のカラーフィルター層(211c)が形成される場合には、一端側が緑のカラーフィルター層(211a)と接するように薄膜トランジスター上に形成されて、他端側が赤のカラーフィルター層(211b)と接するように形成される。
図面に明確に図示していないが、別法として、赤のカラーフィルター層(211b)或いは青のカラーフィルター層(211c)の形成手順が終了した後、次に形成されるカラーフィルター層は、隣接した赤又は青のカラーフィルター層(211b,211c)が形成された薄膜トランジスター上部に積層形態で形成されることによって、外部からの光に対する反射度を更に低下させることができる。
本発明の第二の実施例では、光の反射度が高い緑のカラーフィルター層(211a)を単位画素において薄膜トランジスター以外の画素領域上にのみ形成して、それ以外の赤のカラーフィルター層(211b)及び青のカラーフィルター層(211c)を薄膜トランジスター上に形成してブラックマトリクスの役目を果たさせながら、外部光に対する低反射層を形成することをその特徴とする。
図4Bでは、データライン領域を示したが、緑のカラーフィルター層(211a)は、その両側に形成されたデータライン(108)間の画素領域にのみ形成される。
その後に形成される赤又は青のカラーフィルター層(211b, 211c)は、緑のカラーフィルター層(211a)と接するようにして両端側はそれぞれ接したデータライン(108)上に形成される。
図4Aに示したように、赤のカラーフィルター層(211b)が青のカラーフィルター層(211c)より先に形成される場合には、赤のカラーフィルター層(211b)の一端側が緑のカラーフィルター層(211a)の一端側と接するようにして、赤のカラーフィルター層(211b)の両端側はデータライン(108)上に形成される。
その後、青のカラーフィルター層(211c)が形成される場合には、その一端側が緑のカラーフィルター層(211a)と接するようにしてデータライン(108)上に形成され、他端側は赤のカラーフィルター層(211b)と接するように形成される。
図面に明確には図示していないが、別法として、赤のカラーフィルター層(211b)或いは青のカラーフィルター層(211c)の形成手順が終了した後、次に形成されるカラーフィルター層は、隣接した赤又は青のカラーフィルター層(211b, 211c)が形成されたデータライン(108)上部に積層形態で形成され、外部からの光に対する反射度を更に低下させることができる。
図5A及び図5Bは、本発明の第三の実施例を示した図である。これは、図1中のＩ-Ｉ'領域及びII-II'領域に対応する部分の断面図である。図5Aに示したＣＯＴ構造は、本発明の第三の実施例として、薄膜トランジスターの上部が緑、赤、及び青の順序でカラーフィルター層が積層されている構造であることを示している。
図5Aに示した実施例又は基本的に図2A乃至図2Fを通じて説明した実施例とは違い、緑(G)のカラーフィルター層(311a, 311b, 311c)の後に形成される赤(R)或いは青(B)のカラーフィルター層(311b, 311c)の形成順序は任意でよい。
図5Aに示したように、薄膜トランジスターが形成されて、基板(300)上に保護膜(315)が塗布されていれば、緑(G)のカラー樹脂を使って緑のカラーフィルター層(311a)が形成される。そのため、緑のカラーフィルター層(311a)は、該当する単位画素に具備された薄膜トランジスター上部のみならず他の画素領域、すなわち、赤及び青のカラーフィルター層が形成されている単位画素に具備された薄膜トランジスター上部にも形成される。
すなわち、図５Ａに示したように、一つの画素領域の両端側に存在する薄膜トランジスターの上部まで緑のカラーフィルター層(311a)が形成されて、これに接した画素領域の薄膜トランジスターの上部にも緑のカラーフィルター層(311a)が形成されることを特徴とする。
従って、緑のカラーフィルター層(311a)は、赤、緑、及び青のカラーフィルター層(311b, 311a, 311c)を一つの画素として見る場合に、これと対応するように各画素領域に配置されている全ての薄膜トランジスター上に緑のカラーフィルター層(311a)が形成されている構造となる。
このように、緑のカラーフィルター層(311a)の領域にカラーフィルター層を積層して形成し、基板(100)上に形成されている全ての薄膜トランジスター上にも緑カラーフィルター層(311a)を形成するようにした。
このように、緑のカラーフィルター層(311a)が基板(100)上に形成された後、赤のカラー樹脂を塗布して赤のカラーフィルター層(311b)を形成する。
赤のカラーフィルター層(311b)を形成する場合にも緑のカラーフィルター層(311a)と同様の方式により、隣接する両端側に位置する薄膜トランジスター上部に赤のカラーフィルター層(311b)を形成して、隣接した画素領域に対応する薄膜トランジスター上部にも赤のカラーフィルター層(311b)を形成する。
従って、赤のカラーフィルター層(311b)の領域にもカラーフィルター層が形成され、基板(100)上に形成された全ての薄膜トランジスター上に緑のカラーフィルター層(311a)及び赤のカラーフィルター層(311b)が順に積層されている構造となる。
このように、赤のカラーフィルター層(311b)が基板(100)上に形成された後、青のカラー樹脂を形成して青のカラーフィルター層(311c)を形成するため、青のカラー樹脂も緑のカラーフィルター層(311a)及び赤のカラーフィルター層(311b)と同様の方式によりパターニングして形成する。
従って、基板(100)上に形成されている薄膜トランジスター上には、緑のカラーフィルター層(311a)、赤のカラーフィルター層(311b)、及び青のカラーフィルター層(311c)が順に積層されている構造となる。
図5Aでは、光に対する反射度が高い緑のカラーフィルター層(311a)を一番下の層に形成して、赤のカラーフィルター層(311b)、青のカラーフィルター層(311c)が順に積層して形成されている。
しかし、緑のカラーフィルター層(311a)を一番下の層に形成した後、赤のカラーフィルター層(311b)或いは青のカラーフィルター層(311c)を積層する順序を任意に入れ替えて形成することができる。
図5Bは、データライン領域を示した断面図である。これは、図2A乃至図2Fを通じて説明した実施例とは違い、緑(G)のカラーフィルター層(311a, 311b, 311c)の後に形成される赤(R)或いは青(B)のカラーフィルター層(311b, 311c)の順序を任意に入れ替えることが可能である。
すなわち、図5Bに示したように、データライン(108)が形成された基板(300)上に保護膜(315)が塗布された後、緑(G)のカラー樹脂を使って緑のカラーフィルター層(311a)を形成するため、緑のカラーフィルター層(311a)は一つの画素領域の両端側に存在するデータライン(108)上部まで拡張して形成される。
又、隣接した画素領域のデータライン(108)上部にも緑のカラーフィルター層(311a)が形成される。
従って、緑のカラーフィルター層(311a)は、赤、緑、及び青のカラーフィルター層(311b, 311a, 311c)を一つの画素として見る場合に、これと対応するように各画素領域に配置されている全てのデータライン(108)上に緑のカラーフィルター層(311a)が形成された構造をしている。
このように、緑のカラーフィルター層(311a)の領域にカラーフィルター層が積層して形成されるように、基板(100)上に形成されている全てのデータライン(108)上にも緑のカラーフィルター層(311a)が形成される。
このように、緑のカラーフィルター層(311a)が基板(100)上に形成された後、赤のカラー樹脂を塗布して赤のカラーフィルター層(311b)を形成する。
この時、赤のカラーフィルター層(311b)を形成する場合にも緑のカラーフィルター層(311a)と同様の方式により、隣接する両端側に位置するデータライン(108)上部に赤のカラーフィルター層(311b)を形成して、隣接した画素領域に対応するデータライン(108)上部にも赤のカラーフィルター層(311b)を形成する。
従って、赤のカラーフィルター層(311b)の領域にはカラーフィルター層が積層して形成されており、基板(100)上に形成された全てのデータライン(108)上には緑のカラーフィルター層(311a)及び赤のカラーフィルター層(311b)が順に積層されている構造となる。
このように、赤のカラーフィルター層(311b)が基板(100)上に形成された後、青のカラー樹脂を形成して青のカラーフィルター層(311c)を形成するため、青のカラー樹脂も緑のカラーフィルター層(311a)及び赤のカラーフィルター層(311b)と同様の方式によりパターニングして形成する。
従って、基板(100)上に形成されているデータライン(108)上に緑のカラーフィルター層(311a)、赤のカラーフィルター層(311b)、及び青のカラーフィルター層(311c)が順に積層されている構造をしている。
図5Bでは、光に対する反射度が高い緑のカラーフィルター層(311a)を一番下の層に形成して、赤のカラーフィルター層(311b)、青のカラーフィルター層(311c)が順に積層形成されている。
しかし、緑のカラーフィルター層(311a)を一番下の層に形成した後に、赤のカラーフィルター層(311b)或いは青のカラーフィルター層(311c)を積層する順序は任意に入れ替えて形成することもできる。
本発明の実施例では、薄膜トランジスター上に緑、赤、及び青のフィルター層が順に積層形成されている。又、同じ積層構造でデータライン、ゲートライン上にも積層されていることによって、外部からの光による光反射度を低下させるとともに画質を向上させることができるという利点がある。
本発明は上述した実施例に限定されることはない。請求の範囲において請求する本発明の要旨の範囲内において、本発明が属する分野の通常の知識を持った者によって多様に変更実施が可能である。
本発明によるＣＯＴ構造を持つ液晶表示装置の画素構造を図示した平面図。 前記図1のＩ-Ｉ'領域の製造工程を図示した断面図。 前記図1のＩ-Ｉ'領域の製造工程を図示した断面図。 前記図1のＩ-Ｉ'領域の製造工程を図示した断面図。 前記図1のＩ-Ｉ'領域の製造工程を図示した断面図。 前記図1のＩ-Ｉ'領域の製造工程を図示した断面図。 前記図1のＩ-Ｉ'領域の製造工程を図示した断面図。 前記図1のII-II'領域の断面図。 本発明の第二の実施例による断面図。 本発明の第二の実施例による断面図。 本発明の第三の実施例による断面図。 本発明の第三の実施例による断面図。
符号の説明
100:基板
101:ゲート電極
103:ゲート絶縁膜
105:チャネル層
106:オーミック接触層
107a:ソース電極
107b:ドレーン電極
109:保護膜
111a:緑カラーフィルター層
111b:赤カラーフィルター層
111c:青カラーフィルター層
115:有機絶縁膜
118a, 118b, 118c:画素電極

Claims (25)

  1. 基板上に複数のゲートライン及び複数のデータラインが形成され、前記ゲートライン及びデータラインによって、それぞれ赤、緑及び青のカラーを表示する複数の単位画素領域が定義されて、前記各単位画素領域に薄膜トランジスターが形成されるステップと、
    前記基板上に保護膜が塗布されるステップと、
    前記緑のカラーを表示する単位画素を含む領域上に緑のカラーフィルター層が形成されるステップと、
    前記緑のカラーフィルター層と一部重畳されて、前記緑のカラーを表示する単位画素に接した単位画素に赤のカラーフィルター層又は青のカラーフィルター層が順に形成されるステップと、
    前記緑、赤及び青のカラーフィルター層が形成されている基板の全領域上に有機絶縁膜が塗布されるステップと、
    前記薄膜トランジスター上部の領域に形成された有機絶縁膜上にコンタクトホールが形成されるステップと、
    前記複数の単位画素領域に対応する複数の画素電極を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  2. 前記緑のカラーフィルター層は、前記緑のカラーを表示する単位画素内に具備された薄膜トランジスター上部、及び隣接した単位画素に具備された薄膜トランジスター上部、を含んだ領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
  3. 前記赤のカラーフィルター層の一端側は、前記緑のカラーフィルター層が形成された薄膜トランジスター上部に積層されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
  4. 前記青のカラーフィルター層の一端側は、前記緑のカラーフィルター層が形成された薄膜トランジスター上部に積層されて形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
  5. 前記青のカラーフィルター層の他端側は、前記赤のカラーフィルター層が形成された薄膜トランジスター上部に積層されて形成されることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
  6. 基板上にゲートライン及びゲート電極、チャネル層、ソース/ドレーン電極及びデータラインを順に形成するステップと、
    前記ソース/ドレーン電極及びデータラインが形成されている基板上に保護膜を塗布するステップと、
    前記保護膜が塗布された基板上に外部からの光の反射度を低下させるように、緑のカラーフィルター層を形成し、該緑のカラーフィルター層が形成されている基板上に赤のカラーフィルター層及び青のカラーフィルター層を順に形成するステップと、
    前記カラーフィルター層が積層して形成された基板の全領域上に有機絶縁膜を塗布するステップと、
    前記有機絶縁膜が塗布された基板上にコンタクトホールを形成するステップと、
    前記コンタクトホールが形成された基板上に画素電極を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  7. 前記緑のカラーフィルター層は、該緑のカラーフィルター層が形成されている画素領域を、該画素領域に接した画素領域に具備された薄膜トランジスター上部まで拡張して形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  8. 前記緑のカラーフィルター層を形成した後に、前記赤のカラーフィルター層、青のカラーフィルター層の順序で形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  9. 前記緑のカラーフィルター層を形成した後に、前記青のカラーフィルター層、赤のカラーフィルター層の順序で形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  10. 前記赤のカラーフィルター層は、前記赤のカラーフィルター層が形成されている画素領域を前記画素領域のデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスター上部まで拡張して形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  11. 前記青のカラーフィルター層は、前記青のカラーフィルター層が形成される画素領域を前記画素領域のデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスター上部まで拡張して形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  12. 前記緑のカラーフィルター層が形成されている領域のデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスターの上部には、それぞれ前記赤のカラーフィルター層及び/又は青のカラーフィルター層が積層されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  13. 前記緑のカラーフィルター層は、緑のカラーフィルター層が形成されている画素領域にのみ形成されることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  14. 前記赤のカラーフィルター層は、前記赤のカラーフィルター層が形成されている画素領域を前記画素領域のデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスター上部まで拡張して形成することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
  15. 前記青のカラーフィルター層は、前記青のカラーフィルター層が形成されている画素領域を前記画素領域のデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスター上部まで拡張して形成することを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
  16. 前記基板上に形成されているデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスター上部には、赤のカラーフィルター層又は青のカラーフィルター層のうち一つの層のみを形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  17. 前記基板上に形成されているデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスター上部には、赤のカラーフィルター層及び青のカラーフィルター層が積層された構造により形成することを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
  18. 基板上に順次マスク工程を実施して、ゲートライン、ゲート電極、チャネル層、ソース/ドレーン電極及びデータラインを形成するステップと、
    前記ソース/ドレーン電極、データラインが形成されている基板上に保護膜を塗布するステップと、
    前記保護膜が塗布された基板上に外部からの光の反射度を低下させるように、緑のカラーフィルター層を形成し、該緑のカラーフィルター層が形成されている薄膜トランジスター上に赤のカラーフィルター層及び青のカラーフィルター層を積層して形成するステップと、
    前記カラーフィルター層が形成された基板の全領域上に有機絶縁膜を塗布するステップと、
    前記有機絶縁膜が塗布された基板上にコンタクトホールを形成するステップと、
    前記コンタクトホールが形成された基板上に画素電極を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  19. 前記緑のカラーフィルター層は、前記緑のカラーフィルター層が形成されている画素領域を基板上に形成されているデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスターの上部に形成することを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
  20. 前記緑のカラーフィルター層は、緑、赤、及び青のカラーフィルター層が形成された画素領域に具備された薄膜トランジスター上部の領域を含む領域に形成されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
  21. 前記赤のカラーフィルター層は、緑、赤、及び青のカラーフィルター層が形成された画素領域に具備された薄膜トランジスター上部の領域を含む領域内にある前記緑のカラーフィルター層上部に積層して形成されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
  22. 前記青のカラーフィルター層は、緑、赤、及び青のカラーフィルター層が形成された画素領域に具備された薄膜トランジスター上部の領域を含む領域内にある前記緑のカラーフィルター層上部に積層して形成されることを特徴とする請求項１８に記載の液晶表示装置の製造方法。
  23. 基板と、
    前記基板上に配置されているゲートライン、データライン及び薄膜トランジスターと、
    前記基板上の画素領域上にそれぞれ配置されており、前記薄膜トランジスター上に積層されて配置されている赤のカラーフィルター層、緑のカラーフィルター層及び青カラーフィルター層と、
    前記カラーフィルター層上部の表面を平坦化させるように配置された有機絶縁層と、
    前記カラーフィルター層にそれぞれ対応させるように前記有機絶縁層上に配置されている画素電極と、
    を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  24. 前記基板上に配置されているデータライン、ゲートライン及び薄膜トランジスターの上部には、赤のカラーフィルター層、緑のカラーフィルター層、及び青のカラーフィルター層のうち二つ以上のカラーフィルター層が積層された構造になっていることを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置。
  25. 前記薄膜トランジスター、データライン及びゲートラインの上部に積層されているカラーフィルター層のうち一番下に積層されるカラーフィルター層は緑のカラーフィルター層であることを特徴とする請求項２３に記載の液晶表示装置。
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